CH200314A - Verfahren zur Verfestigung und Abdichtung von durchlässigen Böden, fein zerklüfteten Gesteinen, porösem Mauerwerk, Beton und Fundamenten durch Injektionen. - Google Patents

Description

  Verfahren zur Verfestigung und     Abdichtung    von durchlässigen Böden, fein zerklüfteten  Gesteinen, porösem     31auerwerk,    Beton und Fundamenten durch Injektionen.    Der Vorschlag, durchlässige Böden durch  Injektionen einer chemischen Lösung, wobei  als Basis     Natriumsilikat    verwendet wird, zu  verfestigen, ist nicht neu. Ebenso ist es be  reits bekannt, aus für solche Zwecke verwen  deten Lösungen     durel-i    Hinzugabe eines Elek  trolyten (Salze oder Säure) ein     Kieselsäure-          gel    auszuscheiden.

   Bei allen bestehenden Ver  fahren wurde aber bisher nicht darauf Rück  sicht genommen,     dass    das so erhaltene Gel  teils aus löslichen, teils aus unlöslichen Ver  bindungen besteht. Es ist auch bisher noch  nicht gelungen, auf rationelle und ökonomisch  anwendbare Weise ein     Kieselsäure-Gel    von  grösserer Härte im Boden herzustellen. Es ist  auch schon vorgeschlagen worden, zwei ver  schiedene Lösungen hintereinander zu injizie  ren, bei deren Vermengung in der Injektions  zone das     Kieselsäuregel    ausgeschieden wird.

    Es zeigt sieh dabei aber,     dass    die Vermengung  der beiden Lösungen oft ungleichmässig er  folgt und dadurch nur ein Teil der Hohl-    räume des Bodens durch das     Kieselsäure-Gel     ausgefüllt wird. Auch ergeben die bisher     ver-          #vendeten    Lösungen meistens einen mehr oder  weniger starken Niederschlag, der durch Bil  den einer Filterhaut im Boden, das Fort  schreiten der Injektion teilweise verhindert.  



  Die vorliegende Erfindung betrifft ein  Verfahren zur Verfestigung und     -Abdielitung     von durchlässigen Böden, fein zerklüfteten  Gesteinen, porösem Mauerwerk, Beton und  Fundamenten durch Injektionen gemäss wel  chem als Injektionsmittel eine klare, kolloi  dale     Natriumsilikatlösung    verwendet wird,  deren Stabilität durch Hinzufügen einer  Säure so herabgesetzt ist,     dass    durch Hin  zufügung von mindestens einem löslichen       Schwermetallsalz    die Ausfällung eines     Kie-          selsäure-gels    in einer vorausbestimmbaren  Zeit     veranlasst    wird.  



  Da die verfahrensgemäss verwendete Lö  sung klar ist, und keinen Niederschlag auf-      weist, bietet sie einen sehr grossen Aktions  radius im Boden.  



  Wird     Natriumsilikat    eine gewisse Menge  eines Elektrolyten beigefügt, so ergibt sich  ein gelatinöser Niederschlag. Im vorliegenden  Verfahren wird durch eine Säure der beste  hende     pH-Gehalt    des     Natriumsilikates    herab  gesetzt, um eine schwächer alkalische Lösung  zu erhalten, die durch Hinzufügung eines ge  eigneten,     Schwermetallsalzes    (Eisen, Kupfer,  Blei, Zink, oder     dergl.)    als Elektrolyten zer  stört wird und zu einem Gel erstarrt.

   Durch  die Herabsetzung des     p11-Gehaltes    wird die       Wasserglaslösung    empfindlicher und durch  entsprechend genaue Dosierung des Elektro  lyten, der gleichzeitig oder erst später als die  Säure hinzugefügt werden kann. kann eine  Erstarrung zum Gel in jedem gewollten Zeit  punkt im Boden hervorgerufen werden. Es  können hierbei unter Umständen auch zwei  oder mehr verschiedene Metallsalze mitein  ander verwendet werden.  



  Das auf diese Weise erhaltene Gel erhär  tet nach längerer Zeit durch Wasserabgabe  und Umformung der     Ultramikronen    in ultra  mikroskopische Kristalle. So wurden zum  Beispiel nach zweimonatiger Aufbewahrung  bei gewöhnlicher Temperatur Quarzkristalle  festgestellt.  



  Zur Erläuterung des Verfahrens seien  zwei praktische Anwendungsbeispiele ange  führt:       Ausführungsbeieiel   <I>I:</I>  Ein feiner     Schwimmsandgrund    wurde, um  die     Aushubarbeiten    für die Fundierung einer       Wasserklärungsanlage    möglich zu machen,  gemäss dem vorliegenden Verfahren verfestigt  und abgedichtet. Der Schwimmsand wies eine       Kornverteilungskurve    auf, bei der<B>80%</B> der  Körner kleiner als<B>0,11</B> mm,<B>50%</B> kleiner als  <B>0,098</B> mm,<B>30%</B> kleiner     als-   <B>0,090</B> und<B>10%</B>  der Körner kleiner als<B>0,076</B>     mrn    waren.

    Die     Durehlässigkeit        de-q    Sandes war bei einer  Temperatur von<B>15 ' C: 9,1</B> X<B>10-1</B> cm<B>'</B>     /mi-          nute.    Die injizierte klare,     kolleidale    Lösung  bestand aus industriellem     Natriumsilikat     <B>36 '</B> B6 mit Wasser verdünnt<B>(100</B> Gewichts  teile     Natriumsilikat    und<B>100</B> Gewichtsteile    Wasser), zu dem eine Salzsäure und Kupfer  sulfat enthaltende Lösung, und zwar auf  zwei Volumenteile     Natriumsilikatlösung    ein  Volumenteil Lösung, beigegeben wurde.

    Durch. die Salzsäure wurde die Stabilität der       Natriumsilikatlösung    derart herabgesetzt"       dass    das Kupfersulfat die Ausfällung eines       Kieselsäuregels    in einer vorausbestimmbaren  Zeit     veranlasste.    Die injizierte Lösung er  starrte nämlich nach ungefähr 47 Minuten  im Boden zu einem     Kieselaäuregel.     



  Es wurde durch eine doppelte Reihe von  Injektionen eine     kreiszylind-riiehe    Zone sowie  eine     Grundplatte    konsolidiert um während  der     Aushubarbeiten    ein Nachfliessen der  übrigen Sandmassen zu verhindern. Die  äussere     Injektiouszone,    das heisst die     äufWm     Reihe der Injektionsrohre, wurde anfänglich  nur mit sehr schwachen Drücken injiziert  (Beginn<B>0,5</B> atü, Ende 3--4 atü). Bei der  innern Injektionszone stiegen die Drücke be  reits nach kurzer Zeit auf<B>7-8</B> atü, das heisst  der Boden stellte diesen Injektionen infolge  der vorherigen Behandlung bereits einen  grossen Widerstand entgegen.  



  Auf diese Weise wurde die Fundierung  zirka<B>15</B> Meter unterhalb des     Grundwaaser-          spiegels    unter Vermeidung von     Caiswnarbei-          ten    ohne besondere     Waaserhaltung    durch  geführt.  



  <I>Ausführungsbeispiel H:</I>  Sehr poröse Betonproben am einem     Trok          kendock    wurden gemäss dem vorliegenden  Verfahren verfestigt und undurchlässig     ge-          el     macht. Der durch Meerwasser allmählich an  gegriffene Beton     dee    Trockendocks wies vor  der Behandlung eine Durchlässigkeit von  zirka<B>1 . 10-3</B>     cm/sec.    auf. Die vorstehend  angegebene Lösung wurde unter mässigem  Druck injiziert. Nach der Behandlung zeigte  der Beton eine Durchlässigkeit unter<B>5</B> atü       Wasserdrugk    von zirka<B>1. 10-8</B>     cm/sec.  

Claims (1)

1. <B>PATENTANSPRUCH:</B> Verfahren zur Verfestigung und Abdich tung von durchläseigen Böden, fein zerklüf teten Gesteinen, porösem Mauerwerk, Beton und Fundamenten durch Injektionen, da- durch gekennzeichnet, dag für die Injek- tionen eine klare, kolloidale Natriumsilikat- lösun <B>g</B> verwendet wird, deren Stabilität durch Hinzuftigung einer Säure so herabge setzt ist, dass durch Hinzufügung von min- desten,

   s einem löslichen Sellwe.rmetallsalz die Ausfällung eines Kieselsäuregels in einer vorausbestimmbaren Zeit veranlasst wird. UNTERANSPRüCHE: <B>1.</B> Verfahren nach Patentansprueh, dadurch gekennzeichnet, dass gleichzeitig mit der Mnzufügung aer Säure,aie Ilinzutügung eines löslichen Sehwermetallsalzes erfolgt. 2.

   Verfahren nach Patentanspruch, dadurch gekennzeichnet, dass nach der Hinzu fügung der Säure die Hinzufügung eines löslichen Schwermetallsalzes erfolgt.